Cara Menghitung Hambatan Seri dan Paralel

Menghitung Hambatan Rangkaian Seri, Paralel, dan Kombinasi Seri dan Paralel. Jika Anda ingin menghindari kebakaran pada papan rangkaian Anda, sangat penting untuk mengetahui cara menghitung hambatan rangkaian seri, paralel, dan kombinasi seri dan paralel. Artikel ini akan memberikan panduan langkah demi langkah yang mudah untuk Anda.

Sebelum melangkah lebih jauh, penting untuk memahami bahwa hambatan sebenarnya tidak memiliki input dan output yang nyata. Penggunaan kata “input” dan “output” hanya digunakan secara kiasan untuk membantu pemula memahami konsep rangkaian.

Hambatan Seri

Hambatan seri adalah penghubungan bagian keluaran satu resistor dengan bagian masukan resistor lain dalam sebuah rangkaian. Ketika resistor tambahan ditambahkan ke dalam rangkaian, hambatan total rangkaian akan dijumlahkan dengan resistor tersebut.

Rumus Menghitung Total Hambatan Rangkaian Seri

Rumus untuk menghitung total hambatan resistor n dalam rangkaian seri adalah:

R_tot = R₁ + R₂ + … + R_n

Jadi, semua resistor dalam rangkaian seri dijumlahkan. Sebagai contoh, mari kita cari hambatan total dari gambar di bawah ini:

Dalam contoh ini, R₁ = 0 Ω dan R₂ = 300 Ω dirangkai secara seri. Maka, hambatan total (R_tot) adalah:

R_tot = 0 Ω + 300 Ω = 400 Ω

Hambatan Paralel

Hambatan paralel terjadi ketika bagian masukan dari dua resistor atau lebih dihubungkan secara paralel, dan bagian keluaran resistor tersebut juga dihubungkan secara paralel.

Rumus Menghitung Total Hambatan Rangkaian Paralel

Rumus untuk merangkai n resistor secara paralel adalah:

R_tot = 1/[(1/R₁) + (1/R₂) + (1/R₃) + … + (1/R_n)]

Berikut adalah contoh penghitungan. Diketahui R₁ = 20 Ω, R₂ = 30 Ω, dan R₃ = 30 Ω.

Penghitungan Total Hambatan untuk 3 Resistor yang Disusun Paralel

Langkah-langkah penghitungannya adalah sebagai berikut:

Req = 1/[(1/20) + (1/30) + (1/30)]

= 1/[(3/60) + (2/60) + (2/60)]

= 1/(7/60) = 60/7 Ω ≈ 8,57 Ω

Rangkaian Kombinasi Seri dan Paralel

Rangkaian kombinasi adalah kombinasi dari rangkaian seri dan paralel yang disusun dalam satu rangkaian. Mari kita cari hambatan total dari rangkaian berikut:

Langkah-langkah Penghitungan

Menghitung Hambatan Total Seri (Rs)

Kita lihat bahwa resistor R₁ dan R₂ dihubungkan secara seri. Maka, hambatan totalnya (kita sebut sebagai Rs) adalah:

Rs = R₁ + R₂ = 0 Ω + 300 Ω = 400 Ω

Menghitung Hambatan Total Paralel Pertama (Rp1)

Selanjutnya, kita perhatikan bahwa resistor R₃ dan R₄ dihubungkan secara paralel. Maka, hambatan totalnya (kita sebut sebagai Rp1) adalah:

Rp1 = 1/[(1/20) + (1/20)] = 1/(2/20) = 20/2 = 10 Ω

Menghitung Hambatan Total Paralel Kedua (Rp2)

Kemudian, kita melihat bahwa resistor R₅ dan R₆ juga dihubungkan secara paralel. Maka, hambatan totalnya (kita sebut sebagai Rp2) adalah:

Rp2 = 1/[(1/40) + (1/10)] = 1/(5/40) = 40/5 = 8 Ω

Menghitung Hambatan Total Rangkaian Awal (Rtot)

Sekarang kita memiliki rangkaian dengan resistor Rs, Rp1, Rp2, dan R₇ yang dihubungkan secara seri. Hambatan ini dapat dijumlahkan untuk mendapatkan hambatan total (Rtot) dari rangkaian awal yang diberikan:

Rtot = Rs + Rp1 + Rp2 + R₇ = 400 Ω + 10 Ω + 8 Ω + R₇ = 428 Ω

Beberapa Fakta tentang Hambatan

Untuk memahami hambatan, penting untuk mengetahui beberapa konsep dasar terkait dengan hambatan dalam rangkaian listrik. Berikut adalah beberapa fakta yang perlu dipahami:

Resistivitas dan Satuan Ohm

Setiap bahan yang dapat menghasilkan arus listrik memiliki resistivitas, yang merupakan ukuran dari hambatan bahan terhadap arus listrik. Hambatan diukur dalam satuan ohm, yang ditandai dengan simbol Ω.

Variasi Sifat Hambatan pada Bahan

Bahan-bahan yang berbeda memiliki sifat hambatan yang berbeda pula. Sebagai contoh, tembaga memiliki resistivitas sekitar 0,0000017 Ω/cm^3, sedangkan keramik memiliki resistivitas sekitar 14 Ω/cm^Semakin besar nilai resistivitas, semakin tinggi hambatan arus listriknya. Tembaga, yang sering digunakan dalam rangkaian listrik, memiliki resistivitas rendah, sementara keramik memiliki resistivitas tinggi dan berfungsi sebagai isolator yang baik.

Hukum Ohm

Hukum Ohm, yang didefinisikan oleh Georg Ohm pada awal tahun 1800-an, menyediakan hubungan matematis antara tegangan (V), arus (I), dan hambatan (R) dalam sebuah rangkaian. Hukum Ohm dapat dirumuskan dalam tiga bentuk:

a. V = IR

Tegangan (V) adalah hasil perkalian dari arus (I) dengan hambatan (R).

b. I = V/R

Arus (I) adalah hasil pembagian dari tegangan (V) dengan hambatan (R).

c. R = V/I

Hambatan (R) adalah hasil pembagian dari tegangan (V) dengan arus (I).

Dengan menggunakan hukum Ohm, jika diketahui dua variabel dalam persamaan tersebut, kita dapat dengan mudah menghitung variabel yang ketiga.

Perbedaan antara Rangkaian Seri dan Paralel

Saat merangkai resistor dalam sebuah rangkaian, ada perbedaan yang signifikan antara rangkaian seri dan paralel. Mari kita lihat perbedaan tersebut:

Rangkaian Paralel

Lebih Banyak Jalan untuk Arus Listrik

Ketika resistor disusun dalam rangkaian paralel, ada banyak jalan yang tersedia untuk arus listrik mengalir menuju ujung rangkaian. Hal ini mengakibatkan hambatan total menjadi lebih kecil daripada hambatan masing-masing jalur.

Hambatan Total Lebih Kecil dari Hambatan Terkecil

Hambatan total (R_tot) dalam rangkaian paralel selalu lebih kecil daripada hambatan terkecil di dalam rangkaian tersebut. Dengan adanya banyak jalur paralel, arus listrik dapat mengalir melalui resistor dengan hambatan lebih rendah.

Rangkaian Seri

Arus Listrik Mengalir Melalui Setiap Resistor

Pada rangkaian seri, arus listrik mengalir melalui setiap resistor secara berurutan. Ini berarti arus harus melewati setiap resistor dalam rangkaian. Oleh karena itu, hambatan total dalam rangkaian seri ditemukan dengan menjumlahkan hambatan masing-masing resistor.

Hambatan Total Lebih Besar dari Hambatan Terbesar

Hambatan total (R_tot) dalam rangkaian seri selalu lebih besar daripada hambatan terbesar di dalam rangkaian tersebut. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa arus listrik harus melalui setiap resistor dalam urutan yang sama, sehingga hambatan-hambatan tersebut bertambah.

Perbedaan mendasar antara rangkaian seri dan paralel ini penting untuk dipahami saat merancang dan menganalisis rangkaian listrik, karena dapat mempengaruhi kinerja dan karakteristik keseluruhan rangkaian.

Artikel ini akan memberikan panduan tentang cara menghitung hambatan dalam rangkaian seri dan paralel. Dengan pemahaman yang baik tentang cara menghitung hambatan, kamu akan dapat merancang dan menganalisis rangkaian listrik dengan lebih efektif.